初中物理人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)（2024）跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡教案設(shè)計(jì)

這是一份初中物理人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)（2024）跨學(xué)科實(shí)踐：制作望遠(yuǎn)鏡教案設(shè)計(jì)，共3頁(yè)。教案主要包含了教學(xué)過(guò)程，學(xué)生實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象分析，教師提問(wèn)，教師總結(jié)，教師PPT展示，教師板書(shū)，項(xiàng)目提出等內(nèi)容，歡迎下載使用。
[鞏固復(fù)習(xí)]
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.
[新課導(dǎo)入]
PPT展示各種望遠(yuǎn)鏡圖片.
在探索宇宙的過(guò)程中，人類(lèi)離不開(kāi)什么觀測(cè)儀器呢？對(duì)，那就是望遠(yuǎn)鏡.仰望燦爛的星空，借助望遠(yuǎn)鏡可以將遙遠(yuǎn)的星空拉近一些.為什么望遠(yuǎn)鏡可以幫助人看得更遠(yuǎn)呢？
今天這堂課我們就研究望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)原理，并制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡.
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知識(shí)點(diǎn)1 了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
1.望遠(yuǎn)鏡
教師播放PPT,學(xué)生查閱相關(guān)資料.
總結(jié)：望遠(yuǎn)鏡有不同的類(lèi)型，其中有一種望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的.靠近眼睛的叫作目鏡，靠近被觀察物體的的叫作物鏡.物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，用來(lái)把這個(gè)像放大.
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】取兩個(gè)焦距不同的放大鏡，一只手握一個(gè)放大鏡，焦距短的放在眼前作為目鏡，焦距長(zhǎng)的作為物鏡.遠(yuǎn)離眼睛，通過(guò)兩個(gè)透鏡看前面的物體，調(diào)整兩個(gè)放大鏡間的距離，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？
【現(xiàn)象分析】利用距離物體較近的凸透鏡使遠(yuǎn)處的物體成縮小的實(shí)像，這個(gè)實(shí)像再經(jīng)過(guò)距離眼睛較近的凸透鏡放大，就能看清楚較遠(yuǎn)處的物體了.
【教師提問(wèn)】這就是自制簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡了.你能總結(jié)望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)及成像特點(diǎn)嗎？
【教師總結(jié)】
拓展延伸
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【教師PPT展示】
成像光路圖，并播放視頻總結(jié)望遠(yuǎn)鏡的相關(guān)知識(shí).
視角與望遠(yuǎn)鏡的放大倍率
【教師提問(wèn)】
細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)有疑問(wèn)：物體距離物鏡很遠(yuǎn)，它的像卻離物鏡很近，根據(jù)前面探究的結(jié)果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)會(huì)感到物體被放大了呢？
【點(diǎn)撥】
原來(lái)，我們能不能看清一個(gè)物體，它對(duì)我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要.視角的大小不僅和物體本身的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān).望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來(lái)的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大.
【教師PPT展示】
影響視角的因素：物體大小與物體遠(yuǎn)近.記憶口訣：距定物大視角大，物定距大視角小.
【教師板書(shū)】
1.視角的定義：從物體從物體兩端向人眼所引的兩條直線(xiàn)的夾角.
2.視角的影響因素:視角的大小與物體本身的大小和物體到眼睛的距離有關(guān).物體越大，物體距離眼睛越近，視角越大.
3.開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的放大倍率:分析表明，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的放大倍率為物鏡的焦距與目鏡的焦距之比.
深度理被觀察的物體通過(guò)望遠(yuǎn)鏡，第一次成倒立、縮小的實(shí)像，“倒立”是相對(duì)于物體而言的；第二次成正立、放大的虛像，“正立”是相對(duì)于第一次所成的像而言的.所以人眼通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看到的是物體倒立的像.
深度理使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)感覺(jué)
物體被放大的原因
我們感覺(jué)到物體的大小取決于被觀察的物體對(duì)眼睛所成的視角的大小.望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來(lái)的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大，所以感覺(jué)物體被放大了.
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拓展
顯微鏡
顯微鏡的構(gòu)造
物鏡的作用相當(dāng)于投影儀的鏡頭，被觀察的物體經(jīng)物鏡成一個(gè)倒立、放大的實(shí)像，該像落在目鏡焦點(diǎn)以?xún)?nèi)；目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，把物鏡所成的實(shí)像再次放大.兩次放大后，我們就可以看清肉眼看不見(jiàn)的微小物體，
知識(shí)點(diǎn)2 設(shè)計(jì)與制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡
【項(xiàng)目提出】
科學(xué)家利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡接收到來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的信息.通過(guò)分析這些信息，人們對(duì)宇宙了解得越來(lái)越深入了.根據(jù)透鏡成像的知識(shí)，同學(xué)們也可以自己制作一個(gè)如圖所示的望遠(yuǎn)鏡.
【項(xiàng)目分析】
要自己制作望遠(yuǎn)鏡，同學(xué)們需要完成以下任務(wù).
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理.
2.設(shè)計(jì)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠(yuǎn)處的物體.
3.根據(jù)你的設(shè)計(jì)方案，選用合適的器材，制作一個(gè)望遠(yuǎn)鏡.
【項(xiàng)目實(shí)施】
設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡
自制的望遠(yuǎn)鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡.
(１)確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率:為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍率不宜過(guò)大，取放大倍率為2~3倍即可.
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選擇物鏡和目鏡:
望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡可以選擇老人閱讀用放大鏡的鏡片，也可以使用老花鏡的鏡片，還可以直接購(gòu)買(mǎi)凸透鏡.
利用本章所學(xué)知識(shí)測(cè)量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍率的要求，選擇適當(dāng)焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡.在選擇兩塊凸透鏡時(shí)，除了需要滿(mǎn)足焦距的要求，物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些.測(cè)量凸透鏡的直徑，以便制作直徑合適的鏡筒.應(yīng)選擇焦距較長(zhǎng)、直徑較大的凸透鏡作為物鏡，焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡.
設(shè)計(jì)鏡筒:
在用望遠(yuǎn)鏡對(duì)不同遠(yuǎn)近的物體進(jìn)行觀察時(shí)，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離.如圖所示，鏡筒可以設(shè)計(jì)成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時(shí)調(diào)節(jié).觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些.
2.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
(１)制作:
根據(jù)所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒.例如，可以選用焦距約為20cm,直徑約為5cm的物鏡；焦距約為10cm,直徑約為4cm的目鏡.
同學(xué)們可以想一想：對(duì)于上圖所示的制作方案，你有沒(méi)有辦法減小望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)鏡筒間的縫隙？另外，還應(yīng)注意每段鏡筒的長(zhǎng)度需合適，以便留出前后調(diào)節(jié)的空間.
根據(jù)凸透鏡的焦距、直徑等數(shù)據(jù)，以及對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的要求，我們可以利用現(xiàn)成的圓筒狀物品(如裝羽毛球的筒)，也可以通過(guò)截取適當(dāng)尺寸的長(zhǎng)方形紙板(如瓦楞紙板或其他材料)，并把它卷起來(lái)制成鏡筒.
(２)試用與調(diào)整:把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體.在觀察時(shí)要通過(guò)對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠(yuǎn)鏡中看到遠(yuǎn)處物體清晰的像為止.
【展示交流】
同學(xué)們向其他同學(xué)展示自己的成果，介紹你的制作方案，分享你的收獲.例如，在制作望遠(yuǎn)鏡的過(guò)程中，你發(fā)現(xiàn)了哪些問(wèn)題？你是如何改進(jìn)的？還要傾聽(tīng)其他同學(xué)的講解，看看對(duì)你有什么啟發(fā).同學(xué)之間相互評(píng)價(jià)，比一比誰(shuí)的望遠(yuǎn)鏡更完善.
使用望遠(yuǎn)鏡看到
正立的像的方法
(１)使用兩個(gè)相互垂直的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次.
(２)物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡.
方法指減小望遠(yuǎn)兩個(gè)鏡筒間的縫隙的方法：
（1）截取適當(dāng)尺寸的長(zhǎng)方形紙板，在目鏡鏡筒上進(jìn)行纏繞以填充縫隙；
（2）選用的兩個(gè)凸透鏡的直徑不要相差過(guò)大
注意:
觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察教近處的物體時(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些.